淺談GPS技術在建筑測量中的運用

辛立國

【摘要】GPS技術在建筑工程測量中，相比于人工測量，有著測量精度高，測量效率高，測量誤差小，測量速度快等許多優(yōu)點。同時，面對現(xiàn)在不斷提高的建筑規(guī)模和精度的要求，人工測量越來越難以滿足需求。GPS技術可以在保證相當高的精度前提下，縮短大量測量時間，并降低部分成本。本文意在對GPS技術在建筑測量中的運用，進行分析和解讀。

【關鍵詞】GPS技術、建筑測量、定位技術、施工測量

建筑所在地的實地地形測量和繪圖室建筑測量的兩大主體部分。建筑測量對施工起到很重要的鋪墊和指導作用，是設計單位和施工企業(yè)對于即將完成的設計和建造任務的主要信息來源。但是過去一直秉持的人工測量技術，不但消耗大量的人力物力，并且測量的精度達不到保證。這些對于后期的施工過程和工程的質量都造成了消極的影響。這時候，GPS技術走進我們的視野。

1.人工測量的技術的落后性

人工測量固有其便利性和普遍性，但是人工測量背后存在著巨大的技術隱憂，人工測量具有和明顯的技術落后性，主要表現(xiàn)在一下幾點：

1.1沒有測量的責任意識

測量的重要性在整個工程的建設過程中，總是被弱化。多數(shù)施工人員把目光放在監(jiān)管工程的質量和對于工程造價的控制上，沒有意識到工程測量的重要性。測量的工作人員受到這種不正確思想的指導，對于測量工作不重視，造成了一定的測量工作不認真，測量方案不合理的問題，這都會對后期的施工造成不利影響。缺乏責任意識，是人工測量的弊端之一。

1.2沒有精確先進的測量設備

在人工測量技術里，測量設備起到的作用十分巨大。但是限于人工的一些因素，人工測量技術中，可以應用的測量儀器十分有限，并且這些機械還存在著測量標準較為粗放等一些缺陷。再加上測量人員的素質參差不齊，標準不一，這都對測量的結果有著很明顯的影響。這樣的測量顯然很難滿足現(xiàn)在對于工程建設和工程質量的要求。

1.3沒有嚴格的測量精度標準

人工需要比較嚴格的測量標準，測量技術的先進與否與標準和精度休戚相關。測量標準的制定受制于人員的因素，人員對精度的考慮要細致。一個嚴格的的測量精度標準對于測量結果是至關重要的。

1.4人工測量難度很大

建筑測量的主要工作是對建筑地即工程現(xiàn)在進行地形的實地測量，對建筑的外形進行一定程度的評估?；谌斯y量的這種特性，建筑面積和規(guī)模較小的，人工測量技術還能達到一定的標準，但是對于大工程量，和施工地形地況較為復雜的情況來說，人工測量的局限性就很大了。因為場地的不確定因素較多，所以人工測量的偏差較大。

2.GPS技術的原理和特點

2.1 GPS技術的原理

GPS，即全球定位系統(tǒng)，目前已經(jīng)廣泛應用于移動設備上，在救援、地圖等方面產(chǎn)生了及其積極的作用。它由美國在在19世紀70年代研發(fā)，前期主要應用于軍事領域，后來逐漸用于民用，并被積極接納。在地面的基站中安裝GPS數(shù)據(jù)接收機，數(shù)據(jù)連接至太空中的GPS衛(wèi)星，衛(wèi)星對基站中的儀器進行不斷的觀測，再通過無線的通訊設備將數(shù)據(jù)實時傳遞到用戶流動站，由流動站進行數(shù)據(jù)的采集分析，通過相定位，顯示流動的坐標和要求的精度。

2.2建筑測量方向GPS技術的特點分析

對于常規(guī)測量來說，GPS測量的精度較高，GPS在50km的基線上，定位精度達到十的負六次方級精度。測站定位之間不需要通視，因為GPS機理是通過基站衛(wèi)星流動站交流，所以測點更加靈活，無需局限于地形條件。GPS觀測時間短，反應快，相比人工測量，速度大大提高，動態(tài)定位只需要幾秒。儀器操作相對簡單，GPS隨著技術發(fā)展，自動化程度日趨升高，日趨智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高度、設定好參數(shù)即可測量，最大程度減少人為誤差，隨后就是觀測記錄，解放人力。GPS最大的特點就是可以確定三維坐標，這相比人工測量是一個巨大的飛躍，給下面的設計建造的提供的便利性不容估量。

2.3 GPS技術在建筑測量上主要觀測方法

GPS變形監(jiān)測法，此技術利用水準測量法，對地基的沉降進行監(jiān)測，三角測量法是此方法中重要的一種測算方法。變形監(jiān)測法主要應用于高層樓房，水庫大壩等特殊建筑物的地基位移、沉降、整體傾斜的監(jiān)測方面。方法如下，以高層建筑為例，要測量地基的沉降、變形，首先于建筑較遠位置設置幾個基準點，基準點要全面并避免一定干擾，同時在待測的變形區(qū)域設置監(jiān)測點，各個點上安裝GPS信號發(fā)送和接收裝置，選擇一種方法傳輸數(shù)據(jù)，把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)收集到運算處理中心，在運算處理中心進行數(shù)據(jù)的處理和計算，從而實現(xiàn)建筑地基變形的監(jiān)測。這種監(jiān)測方法適用于監(jiān)測建筑較為突出，周圍環(huán)境較為復雜，此法對監(jiān)測技術要求較高。

載波相位差分法，測量人員吧帶狀的地形圖上的路線擬定好，將線路的中心標注出來，用GPS限時定位的方法，只要將道路的文件坐標數(shù)據(jù)接收到控制中心內，系統(tǒng)就可以進行自動計算，顯示出實際點位的流動站的差值。這種測量方法有基站和移動站組成，測量移動站和基站的載波相半輸送信息到控制中心，再由差分信息求解坐標。以上是GPS計算的主要觀測方法。

3.觀測點選擇的技巧和注意事項

GPS觀測點之間無需通視，所以選擇很靈活，但是在滿足各類測量要求的前提下，我們還要注意以下幾點選取原則：

3.1抗干擾原則

GPS采用無線通訊技術，所以應該盡量避免磁場的干擾，應盡量避開高壓線和無線發(fā)射塔。

3.2繞開水域

水域易引發(fā)路徑效應，所以選擇觀測點時，要避開大面積的水域，否則對測量的精度有一定的影響。

3.3地勢盡量高

地勢影響著信號接收強度，越高的地方信號強度一般越好，所以盡量選取較高的地勢，這對信號的接收傳輸有利。

3.4測點穩(wěn)定

測點的選取我們一般遵循的盡量長期利用的原則，所以選取一個穩(wěn)定的地區(qū)作為測點的選取地很有優(yōu)勢。這樣的測點保存時間長，不用長期更換，便利性增強。

3.5測點附近交通便利

測量點盡量選擇交通便利的地方，這有助于各個測點之間進行有效的交流，相互之間形成網(wǎng)絡對于測量有利。

3.6測點明顯

測點應該很明顯區(qū)分于周圍的環(huán)境，以便于下次的識別和記錄。測點一個基本原則就不能妨礙建筑的施工，且不能輕易被破壞，這樣在建筑施工工程中，依然可以用測點監(jiān)控測算。

4.總結

GPS技術在建筑測量領域的應用是一個技術層面的革命，GPS測量技術不但能測量帶來便利，其較高的精度和靈活性也給測量效果上帶來的很大的進步。隨著科學技術的進步，GPS技術也許會成為以后建筑測量的主流技術，我們共同期待科學的腳步臨近建筑測量行業(yè)。

【參考文獻】

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